JPS60186079A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS60186079A JPS60186079A JP4038184A JP4038184A JPS60186079A JP S60186079 A JPS60186079 A JP S60186079A JP 4038184 A JP4038184 A JP 4038184A JP 4038184 A JP4038184 A JP 4038184A JP S60186079 A JPS60186079 A JP S60186079A
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- resonator
- absorption
- laser device
- pulse
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/0601—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium comprising an absorbing region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
- H01S5/06216—Pulse modulation or generation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は可飽和吸収領域を有する短光パルス発生半導体
レーザ装置に関するものである。
レーザ装置に関するものである。
小型、軽量な超短光パルス発生装置として半導体レーザ
装置が注目されているが、モード同期を用いて超短光パ
ルスを発生させるには、可飽和吸収体を制御性よく形成
することが重要である。Ｅ。
装置が注目されているが、モード同期を用いて超短光パ
ルスを発生させるには、可飽和吸収体を制御性よく形成
することが重要である。Ｅ。
Ｐ、Ｉｐｐｅｎらは半導体レーザ装置をエージングする
ことにより結晶欠陥を形成し、これを可飽和吸収体とし
て利用した（Ｅ、Ｐ、Ｉｐｐｅｎ、Ｄ、Ｊ。
ことにより結晶欠陥を形成し、これを可飽和吸収体とし
て利用した（Ｅ、Ｐ、Ｉｐｐｅｎ、Ｄ、Ｊ。
Ｅｉｌｅｎｂｅｒｇｇｒ、 ａｎｄ Ｒ，Ｗ、 Ｄｉｘ
ｏｎ、 Ａｐｐｌ。
ｏｎ、 Ａｐｐｌ。
Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、、 ｖｏｌ、 ３７． Ｎｏ、
３ （１９８０） 、 ｐｐ。
３ （１９８０） 、 ｐｐ。
２６７〜２６９）。また彼らは第１図に示すように一端
に反射防止膜１０１を施した上記半導体レーザ装置１０
２に、レンズ１０３、鏡１０４を用いた外部共振器を構
成して短光パルスを発生させた。しかしこのような半導
体レーザ装置は次第に劣化が進み、遂には発振しなくな
ってしまうという欠点があった。
に反射防止膜１０１を施した上記半導体レーザ装置１０
２に、レンズ１０３、鏡１０４を用いた外部共振器を構
成して短光パルスを発生させた。しかしこのような半導
体レーザ装置は次第に劣化が進み、遂には発振しなくな
ってしまうという欠点があった。
またＪ 、 Ｐ 、 ｖａｎ ｄｅｒ Ｚｉｅｌらは可
飽和吸収体をプロトン注入によって形成し、第２図に示
すように、レンズ２０４と鏡２０５および半透鏡２０６
を用いたリング共振器により短光パルスを発生させた（
Ｊ。
飽和吸収体をプロトン注入によって形成し、第２図に示
すように、レンズ２０４と鏡２０５および半透鏡２０６
を用いたリング共振器により短光パルスを発生させた（
Ｊ。
Ｐ、 ｖａｎ ｄｅｒ Ｚｉｅｌ 、 Ｒ，Ａ、 Ｌｏ
ｇａｎ 、 ａｎｄ Ｒ。
ｇａｎ 、 ａｎｄ Ｒ。
Ｍ、 Ｍｉｋｕｌｙａｋ 、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、
Ｌｅｔｔ、 、 ｖｏｌ。
Ｌｅｔｔ、 、 ｖｏｌ。
３９、 Ｎｏ、 １１ （１９８１） 、 ｐｐ、 ８
６７−８６９）。第２図において２０１はプロトン注入
層２０２を形成した半導体レーザ装置で、２０３は反射
防止膜を示している。
６７−８６９）。第２図において２０１はプロトン注入
層２０２を形成した半導体レーザ装置で、２０３は反射
防止膜を示している。
上記の方法によると半導体レーザ装置２０１が発振しな
くなることはないが、プロ１〜ン注入層２０２の可飽和
吸収体の応答速度が早くできないという欠点が残る。し
たがってこの場合もＩ ｐｐｅｎらの場合と同様に外部
共振器を構成する必要がある。なお半導体レーザ装置の
端面は反射防止膜を形成しても反射率がＯになることは
なく、このため外部共振器を用いると、端面の残留反射
により帯域が制限され半導体の広いバンド幅を有効に利
用できず、波形に変調がかかってしまうだけでなく、半
導体レーザ装置の小形、軽量という特徴を生かしきれな
いという欠点があった。
くなることはないが、プロ１〜ン注入層２０２の可飽和
吸収体の応答速度が早くできないという欠点が残る。し
たがってこの場合もＩ ｐｐｅｎらの場合と同様に外部
共振器を構成する必要がある。なお半導体レーザ装置の
端面は反射防止膜を形成しても反射率がＯになることは
なく、このため外部共振器を用いると、端面の残留反射
により帯域が制限され半導体の広いバンド幅を有効に利
用できず、波形に変調がかかってしまうだけでなく、半
導体レーザ装置の小形、軽量という特徴を生かしきれな
いという欠点があった。
本発明は時間幅が短かく波形が整った短光パルスを発生
する半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
する半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
上記の目的を達成するために本発明による半導体レーザ
装置は、順方向にバイアスしたダブルへテロ接合よりな
る増幅領域と、逆方向にバイアスしたダブルへテロ接合
よりなる吸収領域とを、同一平面上で共振器長を形成す
る方向に配列したことにより、時間幅が短かい短光パル
スを発生するようにしたものである。
装置は、順方向にバイアスしたダブルへテロ接合よりな
る増幅領域と、逆方向にバイアスしたダブルへテロ接合
よりなる吸収領域とを、同一平面上で共振器長を形成す
る方向に配列したことにより、時間幅が短かい短光パル
スを発生するようにしたものである。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第３図は本発明による半導体レーザ装置の第１の実施例
における光の出射方向に平行な断面図、第４図はファブ
リ・ペロ共振器を用いた衝突パルスモード同期レーザ装
置の模式図で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は可飽和吸収体
と一方の共振器端との距離が共振器長のそれぞれ１／２
．１／３．１／４である場合を示す図、第５図は本発明
による半導体レーザ装置の第２の実施例における光の出
射方向に平行な断面図、第６図は上記第３の実施例にお
ける光の出射方向に平行な断面図である。第３図に示す
第１の実施例は、ｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ基板３０１上にｎ
形ＡＱ Ｇ ａＡｓクラッド層３０２、Ｇ ａ Ａ ｓ
活性層３０３、Ｐ形Ａｌｌ Ｇ ａＡｓＡｓクララ３０
４、Ｐ形Ｇ ａ Ａ ｓキーＶツブ層３０５を順次エピ
タキシャル成長させて積層したのち、その表面にＳ ｉ
ｏ２膜をマスクとして」所定の位置に所定の幅で、上記
Ｐ形ＧａＡＳキャップ層３０５の表面からＧ ａ Ａ
’ｓ活性層３０３を貫通してｎ形Ａｌｌ Ｇ ａ Ａ
ｓクララド層３０２の一部に達する深さのプロトン注入
層３０６を形成し、上記ＳｉＯ２膜を除去したｐ形Ｇ
ａ Ａ、 ｓキャップ層３０５の各表面とｎ形Ｇ ａ
Ａ ｓ基板３０１の裏面に、それぞれ電極３０７．３０
８および３０９を蒸着し、両端面をへき関して半導体レ
ーザ装置を形成している。図における矢印はそれぞれ光
の出射方向を示している。上記半導体レーザ装置はプロ
１〜ン注入層３０６により増幅領域３０１と吸収領域３
１１とに分けられ、それぞれの領域は電気的に分離され
ているため上記各領域３１０および３１１はそれぞれ独
立にバイアスすることができる。増幅領域３１０で増幅
された光パルスが吸収領域３１１における吸収媒質を通
過するとき、パワーレベルがあるしきい値を越えると吸
収が急激に減少して上記吸収媒質は透明化される。これ
は光励起された電子が伝導体を埋めつくシ１、遷移の行
く先がなくなるためである。吸収領域３１１へのバイア
ス電流Ｉ２を０にした通常の非励起状態では、この電子
は１０−７秒程度で充満帯へ遷移して緩和する。光パル
スの立下がりは電子緩和時間により制限されるためこれ
以上短かくすることはできない。しかし吸収領域３１１
に逆バイアス電界をかけて、数ｋ Ｖ ／ ａｎ程度の
電界によって発生した少数キャリアを掃出せば、１０−
１″秒程度の時間で吸収が回復し光パルスの立下がりが
急峻になる。パルス幅は吸収媒質の透明化の速度と電子
の緩和速度によって決まるが、これらは吸収領域３１１
のバイアス電圧Ｖ ３２を変えることによって制御でき
る。また吸収の回復が早くなるので、従来のようにパル
ス間隔を長くするために外部共振器を構成する必要がな
く、半導体の広いバンド幅を有効に利用することができ
る。
における光の出射方向に平行な断面図、第４図はファブ
リ・ペロ共振器を用いた衝突パルスモード同期レーザ装
置の模式図で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は可飽和吸収体
と一方の共振器端との距離が共振器長のそれぞれ１／２
．１／３．１／４である場合を示す図、第５図は本発明
による半導体レーザ装置の第２の実施例における光の出
射方向に平行な断面図、第６図は上記第３の実施例にお
ける光の出射方向に平行な断面図である。第３図に示す
第１の実施例は、ｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ基板３０１上にｎ
形ＡＱ Ｇ ａＡｓクラッド層３０２、Ｇ ａ Ａ ｓ
活性層３０３、Ｐ形Ａｌｌ Ｇ ａＡｓＡｓクララ３０
４、Ｐ形Ｇ ａ Ａ ｓキーＶツブ層３０５を順次エピ
タキシャル成長させて積層したのち、その表面にＳ ｉ
ｏ２膜をマスクとして」所定の位置に所定の幅で、上記
Ｐ形ＧａＡＳキャップ層３０５の表面からＧ ａ Ａ
’ｓ活性層３０３を貫通してｎ形Ａｌｌ Ｇ ａ Ａ
ｓクララド層３０２の一部に達する深さのプロトン注入
層３０６を形成し、上記ＳｉＯ２膜を除去したｐ形Ｇ
ａ Ａ、 ｓキャップ層３０５の各表面とｎ形Ｇ ａ
Ａ ｓ基板３０１の裏面に、それぞれ電極３０７．３０
８および３０９を蒸着し、両端面をへき関して半導体レ
ーザ装置を形成している。図における矢印はそれぞれ光
の出射方向を示している。上記半導体レーザ装置はプロ
１〜ン注入層３０６により増幅領域３０１と吸収領域３
１１とに分けられ、それぞれの領域は電気的に分離され
ているため上記各領域３１０および３１１はそれぞれ独
立にバイアスすることができる。増幅領域３１０で増幅
された光パルスが吸収領域３１１における吸収媒質を通
過するとき、パワーレベルがあるしきい値を越えると吸
収が急激に減少して上記吸収媒質は透明化される。これ
は光励起された電子が伝導体を埋めつくシ１、遷移の行
く先がなくなるためである。吸収領域３１１へのバイア
ス電流Ｉ２を０にした通常の非励起状態では、この電子
は１０−７秒程度で充満帯へ遷移して緩和する。光パル
スの立下がりは電子緩和時間により制限されるためこれ
以上短かくすることはできない。しかし吸収領域３１１
に逆バイアス電界をかけて、数ｋ Ｖ ／ ａｎ程度の
電界によって発生した少数キャリアを掃出せば、１０−
１″秒程度の時間で吸収が回復し光パルスの立下がりが
急峻になる。パルス幅は吸収媒質の透明化の速度と電子
の緩和速度によって決まるが、これらは吸収領域３１１
のバイアス電圧Ｖ ３２を変えることによって制御でき
る。また吸収の回復が早くなるので、従来のようにパル
ス間隔を長くするために外部共振器を構成する必要がな
く、半導体の広いバンド幅を有効に利用することができ
る。
つぎに第３図に示す半導体レーザ装置の構造定数を計算
によってめる。この半導体レーザ装置の発振条件は利得
と損失との関係から である。ここにＱ９、α３はそれぞれ増幅領域３１０の
長さと利得係数、ｈ、α見はそれぞれ吸収領域３１１の
長さと吸収係数、ｒは活性層への光閉じ込め係数、Ｒは
端面反射率である。一方、パルス幅ｔＰは でめられる。ここにｗｅは増幅媒質の利得幅、Ｉは素子
中の光強度、ｒｓ＾は可飽和吸収媒質の飽和光強度で、
吸収断面積σ＾、光子が持つエネルｈν ギｈｖ、吸収体の回復時間τによりＩｓ＾＝−σＡＪ と表わされる。このときのパルス周回時間ｔｇは素子中
の光パルスのピークパワーを、可飽和吸収媒質を飽和さ
せるためのピークパワーＰの１０％、Ｐ工。にと仮定す
ると となる。ここにＰｏは平均出力パワー、ｄ−ｙはそれぞ
れ活性層の厚さと幅とである。共振器長りとなる。ここ
にＰａｖは平均出方パワー、ｄ、ｗはそれぞれ活性層の
厚さと幅とである。共振器長ＬＣ＝ＱＢ＋Ｑ党）はｔＲ
を用いて Ｂ Ｌ＝Ｖ、・□ （４） と表わせる。ｖｌｌは媒質中の光速度である。上記（１
）、（２）、（３）、（４）の各式を連立して方程式を
解けばＱ９Ｑ、がめられる。実際に波長０．８５１！ｍ
のＧ ａ Ａ ｓ系半導体レーザ装置の値として、α、
＝Ｉ９０（ｍ−１、ｃｔ （１＝ ６１０ａｎ−’、ｒ
’＝０．２、Ｒ＝０．３、Ｗｏ＝４．４３Ｘ１０１ｓ、
ｈ Ｗ ：２．３４Ｘ１０１４（Ｗ／ａ＃） 、 ＋
７Ａ＝ ４ Ｘｌ０−” （ｃＩ＃’） 、 τ＝０．
２ （ｐｓ） 、ｄ ＝０．０５（−） 、 ｗ＝２
（ＩＭ） 、 Ｐａｖ＝２０ （ｍ’Ｖ） 、Ｖｓ＝８
．３３ＸＩＯｇ（ａｎ／Ｓ）を用いると、Ｑ９＝４６４
ｐｍ、Ｑｇ１＝４６ｐｍ、またこのときのパルス幅はｔ
、＝０．１８ｐｓｅｃ、となり、従来報告されている半
導体レーザ装置から発生された短光パルスに比較して最
も時間幅が短かい短光パルスを発生することが期待でき
る。
によってめる。この半導体レーザ装置の発振条件は利得
と損失との関係から である。ここにＱ９、α３はそれぞれ増幅領域３１０の
長さと利得係数、ｈ、α見はそれぞれ吸収領域３１１の
長さと吸収係数、ｒは活性層への光閉じ込め係数、Ｒは
端面反射率である。一方、パルス幅ｔＰは でめられる。ここにｗｅは増幅媒質の利得幅、Ｉは素子
中の光強度、ｒｓ＾は可飽和吸収媒質の飽和光強度で、
吸収断面積σ＾、光子が持つエネルｈν ギｈｖ、吸収体の回復時間τによりＩｓ＾＝−σＡＪ と表わされる。このときのパルス周回時間ｔｇは素子中
の光パルスのピークパワーを、可飽和吸収媒質を飽和さ
せるためのピークパワーＰの１０％、Ｐ工。にと仮定す
ると となる。ここにＰｏは平均出力パワー、ｄ−ｙはそれぞ
れ活性層の厚さと幅とである。共振器長りとなる。ここ
にＰａｖは平均出方パワー、ｄ、ｗはそれぞれ活性層の
厚さと幅とである。共振器長ＬＣ＝ＱＢ＋Ｑ党）はｔＲ
を用いて Ｂ Ｌ＝Ｖ、・□ （４） と表わせる。ｖｌｌは媒質中の光速度である。上記（１
）、（２）、（３）、（４）の各式を連立して方程式を
解けばＱ９Ｑ、がめられる。実際に波長０．８５１！ｍ
のＧ ａ Ａ ｓ系半導体レーザ装置の値として、α、
＝Ｉ９０（ｍ−１、ｃｔ （１＝ ６１０ａｎ−’、ｒ
’＝０．２、Ｒ＝０．３、Ｗｏ＝４．４３Ｘ１０１ｓ、
ｈ Ｗ ：２．３４Ｘ１０１４（Ｗ／ａ＃） 、 ＋
７Ａ＝ ４ Ｘｌ０−” （ｃＩ＃’） 、 τ＝０．
２ （ｐｓ） 、ｄ ＝０．０５（−） 、 ｗ＝２
（ＩＭ） 、 Ｐａｖ＝２０ （ｍ’Ｖ） 、Ｖｓ＝８
．３３ＸＩＯｇ（ａｎ／Ｓ）を用いると、Ｑ９＝４６４
ｐｍ、Ｑｇ１＝４６ｐｍ、またこのときのパルス幅はｔ
、＝０．１８ｐｓｅｃ、となり、従来報告されている半
導体レーザ装置から発生された短光パルスに比較して最
も時間幅が短かい短光パルスを発生することが期待でき
る。
第４図はファブリ・ペロ共振器を用いた衝突パルスモー
ド同期レーザ装置の模式図を示す。一般に鏡４０１間の
距離で示される共振器長りのｍ分の１のところに可飽和
吸収媒質４０２を置いたときに、ｍ個の光パルスが共振
器内に存在している場合を考えると、必ず２つの光パル
ス４０３が同時に可飽和吸収媒質４０２を通過する。４
０４は利得媒質である。
ド同期レーザ装置の模式図を示す。一般に鏡４０１間の
距離で示される共振器長りのｍ分の１のところに可飽和
吸収媒質４０２を置いたときに、ｍ個の光パルスが共振
器内に存在している場合を考えると、必ず２つの光パル
ス４０３が同時に可飽和吸収媒質４０２を通過する。４
０４は利得媒質である。
第４図の（ａ）、（ｂ）、Ｃｃ、）はそれぞれｍが２．
３．４である場合の模式図を示す。衝突パルスモード周
期では、通常のモード同期の場合の２倍のパワーレベル
となるため、この透明化は通常よりも急激に起きること
になる。光パルス４０３のパルス幅は可飽和吸収媒質４
０２が透明化されている時間に対応するため、衝突パル
スモード周期では通常の方法よりも短かいパルスを発生
させることができる。
３．４である場合の模式図を示す。衝突パルスモード周
期では、通常のモード同期の場合の２倍のパワーレベル
となるため、この透明化は通常よりも急激に起きること
になる。光パルス４０３のパルス幅は可飽和吸収媒質４
０２が透明化されている時間に対応するため、衝突パル
スモード周期では通常の方法よりも短かいパルスを発生
させることができる。
第５図に示す第２の実施例は、可飽和吸収体である吸収
領域が共振器の中央に位置した場合（上記第４図（ａ）
に相当）におけるＩｎＰ系半導体レーザ装置の例を示し
ている。ｎ形ＩｎＰ基板５０１上にＧａＩｎＡｓＰ活性
層５０２、ｐ形ＩｎＰクラッド層５０３． ｐ形ＧａＩ
ｎＡｓＰキャップ層５０４を順次エピタキシャル成長さ
せて積層したのち、その表面にＳｉｎ、膜をマスクとし
て、表面中央に所定の間隔を保ち所定の幅を有する２個
のプロトン注入層５０５を、ｐ形ＧａＩｎＡｓＰキャッ
プ層５０４の表面からそれぞれＧａＩｎＡｓＰ活性層５
０２を貫通してｒｌ形ＩｎＰ基板５０１の一部に達する
深さに設け、上記５ｕｎ２膜を除去したＰ形Ｇ ａ Ｉ
ｎ Ａ ｓ Ｐキャラプ層５０４のそれぞれの表面と
、ｎ形ＩｎＰ基板５０１の裏面とに電極５０６．５０７
および５０８を蒸着により設け、両端面をへき関して半
導体レーザ装置を形成している。図における矢印はそれ
ぞれ光の出射方向を示している。上記半導体レーザ装置
は各プロトン注入層により中央部の吸収領域５０９とそ
の両側の増幅領域５１０および５１１に分けられ、それ
ぞれの領域は各プロトン注入層５０５によって電気的に
分離されているため、上記各領域５０９．５１０．５１
１はそれぞれ独立にバイアスすることができる。順方向
にバイアスされた増幅領域５１０および５１１で増幅さ
れた光パルスは、吸収領域５０９で吸収されるが、光パ
ルスのパワーが大きいときには前記したように吸収領域
５０９における吸収媒質を透明化する。
領域が共振器の中央に位置した場合（上記第４図（ａ）
に相当）におけるＩｎＰ系半導体レーザ装置の例を示し
ている。ｎ形ＩｎＰ基板５０１上にＧａＩｎＡｓＰ活性
層５０２、ｐ形ＩｎＰクラッド層５０３． ｐ形ＧａＩ
ｎＡｓＰキャップ層５０４を順次エピタキシャル成長さ
せて積層したのち、その表面にＳｉｎ、膜をマスクとし
て、表面中央に所定の間隔を保ち所定の幅を有する２個
のプロトン注入層５０５を、ｐ形ＧａＩｎＡｓＰキャッ
プ層５０４の表面からそれぞれＧａＩｎＡｓＰ活性層５
０２を貫通してｒｌ形ＩｎＰ基板５０１の一部に達する
深さに設け、上記５ｕｎ２膜を除去したＰ形Ｇ ａ Ｉ
ｎ Ａ ｓ Ｐキャラプ層５０４のそれぞれの表面と
、ｎ形ＩｎＰ基板５０１の裏面とに電極５０６．５０７
および５０８を蒸着により設け、両端面をへき関して半
導体レーザ装置を形成している。図における矢印はそれ
ぞれ光の出射方向を示している。上記半導体レーザ装置
は各プロトン注入層により中央部の吸収領域５０９とそ
の両側の増幅領域５１０および５１１に分けられ、それ
ぞれの領域は各プロトン注入層５０５によって電気的に
分離されているため、上記各領域５０９．５１０．５１
１はそれぞれ独立にバイアスすることができる。順方向
にバイアスされた増幅領域５１０および５１１で増幅さ
れた光パルスは、吸収領域５０９で吸収されるが、光パ
ルスのパワーが大きいときには前記したように吸収領域
５０９における吸収媒質を透明化する。
特に水弟２の実施例では吸収領域５０９が共振器の中央
に位置し衝突パルスモード同期となるため、左右両側か
らの光パルスが同時に吸収領域５０９に入り、光パルス
の立上がりが急峻となり、このためさらに時間幅が短か
い短光パルスが得られることになる。
に位置し衝突パルスモード同期となるため、左右両側か
らの光パルスが同時に吸収領域５０９に入り、光パルス
の立上がりが急峻となり、このためさらに時間幅が短か
い短光パルスが得られることになる。
上記各実施例はいずれもプロトン注入層を設けて増幅領
域およびこれと逆方向にバイアスされた吸収領域を設け
ているが、本発明は上記したようなプロ１ヘン注入層の
形成に限るものでなく、順方向にバイアスしたダブルへ
テロ接合の増幅領域と逆方向にバイアスしたダブルへテ
ロ接合の吸収領域とが、同一平面上で共振器長を形成す
る方向に配列されていればよく、その−例として第３の
実施例を第６図に示す。第６図に示した半導体レーザ装
置は、ｐ形Ｇ ａ Ａ ｓ基板６０１上に、ｐ形Ａｎ
Ｇ ａ ＡＳクラッド層６０２、ＧａＡｓ活性層６０３
、ｎ形Ａｌｌ Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層６０４、ｎ形
Ｇ ａ Ａ ｓキャラプ層６０５を順次積層し、例えば
Ｚｎなどの注入によるＰ形波散層６０６を設け、増幅領
域６０７と吸収領域６０８とを形成したもので、前記第
１の実施例と同様の効果を有する。
域およびこれと逆方向にバイアスされた吸収領域を設け
ているが、本発明は上記したようなプロ１ヘン注入層の
形成に限るものでなく、順方向にバイアスしたダブルへ
テロ接合の増幅領域と逆方向にバイアスしたダブルへテ
ロ接合の吸収領域とが、同一平面上で共振器長を形成す
る方向に配列されていればよく、その−例として第３の
実施例を第６図に示す。第６図に示した半導体レーザ装
置は、ｐ形Ｇ ａ Ａ ｓ基板６０１上に、ｐ形Ａｎ
Ｇ ａ ＡＳクラッド層６０２、ＧａＡｓ活性層６０３
、ｎ形Ａｌｌ Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層６０４、ｎ形
Ｇ ａ Ａ ｓキャラプ層６０５を順次積層し、例えば
Ｚｎなどの注入によるＰ形波散層６０６を設け、増幅領
域６０７と吸収領域６０８とを形成したもので、前記第
１の実施例と同様の効果を有する。
上記のように本発明による半導体レーザ装置は、順方向
にバイアスしたダブルへテロ接合よりなる増幅領域と、
逆方向にバイアスしたダブルへテロ接合よりなる吸収領
域とを、同一平面上で共振器長を形成する方向に配列し
たことにより、吸収領域に逆バイアス電界をかけて光パ
ルスの立下がりを急峻にしパルス幅を制御することがで
き、また吸収の回復が速いから、従来のように外部共振
器を必要とせず、半導体の広いバンド幅を有効に利用し
たパルス幅が短力）い短光パルスを得ることができる。
にバイアスしたダブルへテロ接合よりなる増幅領域と、
逆方向にバイアスしたダブルへテロ接合よりなる吸収領
域とを、同一平面上で共振器長を形成する方向に配列し
たことにより、吸収領域に逆バイアス電界をかけて光パ
ルスの立下がりを急峻にしパルス幅を制御することがで
き、また吸収の回復が速いから、従来のように外部共振
器を必要とせず、半導体の広いバンド幅を有効に利用し
たパルス幅が短力）い短光パルスを得ることができる。
さらに上記吸収領域の中心と、少くとも一方の共振器端
面との距離を、共振器長の整数分の１にすることによっ
て、光パルスの立上がりがより急峻となり、さらにパル
ス幅が短かい短光パルスが得られる。したがって本発明
による半導体レーザ装置を使用することによって、光通
信や光情報処理の超高速化、大容量化が可能であり、ま
た物性探究における極微小時間の緩和現象等を直接測定
するのに役立てることができる。
面との距離を、共振器長の整数分の１にすることによっ
て、光パルスの立上がりがより急峻となり、さらにパル
ス幅が短かい短光パルスが得られる。したがって本発明
による半導体レーザ装置を使用することによって、光通
信や光情報処理の超高速化、大容量化が可能であり、ま
た物性探究における極微小時間の緩和現象等を直接測定
するのに役立てることができる。
第１図は結晶欠陥を形成した半導体レーザ装置にＪる短
光パルス発生時の外部共振器の構成を示す図、第２図は
プロトン注入層を可飽和吸収体として用いたときのリン
グ共振器の構成を示す図、第３図は本発明による半導体
レーザ装置の第１の実施例における光の出射方向に平行
な断面図、第４図はファブリ・ペロ共振器を用いた衝突
ノくルスモード同期レーザ装置の模式図で、（ａ）、（
ｂ）、（ｃ）は可飽和吸収体と一方の共振器端との距離
が共振器長のそれぞれｌ／２．１／３．１／４である場
合を示す図、第５図は本発明による半導体レーザ装置の
第２の実施例における光の出射方向に平行な断面図、第
６図は上記第３の実施例における光の出射方向に平行な
断面図である。 ３１０．５１０．５１１．６０７・・・増幅領域３１１
．５０９．６０８・・・吸収領域特許出願人 日本電信
電話公社 代理人弁理士 中村 純之助 ２・１＠ ｔ２ 図 ツア４ ｔケ１ 十５■）
光パルス発生時の外部共振器の構成を示す図、第２図は
プロトン注入層を可飽和吸収体として用いたときのリン
グ共振器の構成を示す図、第３図は本発明による半導体
レーザ装置の第１の実施例における光の出射方向に平行
な断面図、第４図はファブリ・ペロ共振器を用いた衝突
ノくルスモード同期レーザ装置の模式図で、（ａ）、（
ｂ）、（ｃ）は可飽和吸収体と一方の共振器端との距離
が共振器長のそれぞれｌ／２．１／３．１／４である場
合を示す図、第５図は本発明による半導体レーザ装置の
第２の実施例における光の出射方向に平行な断面図、第
６図は上記第３の実施例における光の出射方向に平行な
断面図である。 ３１０．５１０．５１１．６０７・・・増幅領域３１１
．５０９．６０８・・・吸収領域特許出願人 日本電信
電話公社 代理人弁理士 中村 純之助 ２・１＠ ｔ２ 図 ツア４ ｔケ１ 十５■）
Claims (2)
- （１）順方向にバイアスしたダブルへテロ接合よりなる
増幅領域と、逆方向にバイアスしたダブルへテロ接合よ
りなる吸収領域とを、同一平面上で共振器長を形成する
方向に配列した半導体レーザ装置。 - （２）上記吸収領域は、該吸収領域の中心と、少なくと
も一方の共振器端面との距離が、共振器長の整数分の１
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載し
た半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59040381A JPH067610B2 (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59040381A JPH067610B2 (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60186079A true JPS60186079A (ja) | 1985-09-21 |
| JPH067610B2 JPH067610B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=12579073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59040381A Expired - Lifetime JPH067610B2 (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067610B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62291987A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | 光集積化素子 |
| US5548607A (en) * | 1994-06-08 | 1996-08-20 | Lucent Technologies, Inc. | Article comprising an integrated laser/modulator combination |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57145385A (en) * | 1981-03-03 | 1982-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method for generating light pulse train |
| JPS57159080A (en) * | 1981-03-26 | 1982-10-01 | Nec Corp | Semiconductor laser element |
-
1984
- 1984-03-05 JP JP59040381A patent/JPH067610B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57145385A (en) * | 1981-03-03 | 1982-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method for generating light pulse train |
| JPS57159080A (en) * | 1981-03-26 | 1982-10-01 | Nec Corp | Semiconductor laser element |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62291987A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | 光集積化素子 |
| US5548607A (en) * | 1994-06-08 | 1996-08-20 | Lucent Technologies, Inc. | Article comprising an integrated laser/modulator combination |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH067610B2 (ja) | 1994-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |